JP6702806B2

JP6702806B2 - タイヤ管理装置及びタイヤ管理プログラム

Info

Publication number: JP6702806B2
Application number: JP2016115730A
Authority: JP
Inventors: 大祐田村; 恵市酒井; 慎一郎山崎; 盛太小森
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2016-06-09
Filing date: 2016-06-09
Publication date: 2020-06-03
Anticipated expiration: 2036-06-09
Also published as: EP3470244A4; US20190265129A1; EP3470244A1; WO2017212756A1; US10753828B2; JP2017218097A; EP3470244B1; CN109311358B; CN109311358A

Description

本発明は、タイヤ管理装置に関し、特に、車両に装着されるタイヤの使用期間が平均化されるようにタイヤを管理するタイヤ管理装置及びタイヤ管理プログラムに関する。

従来、車両に装着されたタイヤは、トレッドゴムの偏摩耗を防止するため、所定距離走行毎に装着位置を入れ替える所謂ローテーションが行われている。そして、タイヤは、トレッドゴムの摩耗がある程度進行すると、廃棄処理されるか、新品のトレッドゴムに張り替えるリトレッドがなされている。
また、タイヤの劣化としては、トレッドゴムの摩耗に限らず、トレッドゴム以外のタイヤケース（以下、ケースという）の外的な要因による傷や、経時的ひび割れ等が生じ得ることが知られている。そして、トレッドゴムの摩耗や傷等の劣化は、目視によりその状態を確認することができるため、比較的管理が容易である。一方で、ケースの劣化は、目視ではその状態について把握することが難しく、例えば、特許文献１には、ケースの経時的な劣化を予測する技術が開示されている。
特許文献１によれば、ケースのライフ（寿命）をある程度予測することができるものの、トレッドゴムの摩耗やケースの経時的な劣化の進行は、車両における装着位置により異なり、また、各タイヤのトレッドゴムの摩耗による劣化の進行とケースの経時的な劣化の進行とが一致しているとは限らず、ユーザーがこれらを含めてタイヤの状態を把握し、タイヤを管理することは容易なことではない。

特開２０１４−４６８７９号公報

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、車両に装着されるタイヤの使用期間が平均化されるようにタイヤの管理を可能にするタイヤ管理装置及びタイヤ管理プログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するためのタイヤ管理装置の構成として、車両に装着されたタイヤの劣化傾向及び劣化状態を装着位置毎に予測する劣化状態予測手段と、劣化状態予測手段により予測された劣化傾向及び劣化状態に基づいて、タイヤの使用可能期間をタイヤの装着位置毎に予測する使用可能期間予測手段と、劣化状態予測手段により予測された各タイヤの劣化傾向を、車両におけるタイヤの装着位置毎の装着位置劣化特性とし、当該装着位置劣化特性と、使用可能期間予測手段により予測された各タイヤの使用可能期間とに基づいて、各タイヤの使用期間が平均化されるように車両におけるタイヤの装着位置の変更案を立案する装着位置立案手段と、を備えるようにした。
本構成によれば、車両に装着されたタイヤの使用期間を平均化するようにタイヤを管理することができる。即ち、特定のタイヤのみ劣化が進行しないように管理することができる。
また、タイヤ管理装置の他の構成として、劣化状態予測手段は、各タイヤにおけるトレッドゴム及びケースの劣化傾向及び劣化状態を個別に予測することにより、各タイヤの劣化状態を精度良く把握できる。
また、タイヤ管理装置の他の構成として、使用可能期間予測手段は、各タイヤにおけるトレッドゴム及びケースの使用可能期間を個別に予測することにより、タイヤとしての残り寿命を精度良く把握できる。
また、タイヤ管理装置の他の構成として、装着位置立案手段は、使用可能期間予測手段により予測された各タイヤのトレッドゴム及びケースの使用可能期間のうち、使用可能期間が短い方に基づいて、タイヤの装着位置の変更案を立案することにより、より精度良くタイヤを管理することができる。
また、タイヤ管理装置の他の構成として、装着位置立案手段により立案されたタイヤの装着位置の変更案を表示する表示出力手段をさらに備えたので、視覚的に装着位置を確認できる。
また、コンピュータを上述の各手段として機能させるプログラムとして構成してもよい。

タイヤ管理装置の概略構成を示す図である。サーバーの構成を示す図である。劣化状態予測手段の構成の一実施形態を示すブロック図である。トレッドゴムの摩耗傾向の一例を示すグラフである。ケース劣化傾向算出手段の構成の一実施形態を示す図である。温度履歴線及び酸素濃度履歴線を示す図である。入力設定画面の一例を示す図である。タイヤの装着位置の違いによるトレッドゴムの摩耗傾向を示すグラフである。タイヤの装着位置の違いによるケースの劣化傾向を示すグラフである。装着位置立案手段による装着位置の変更案の立案工程を示す概略フロー図である。Ｓ４００の処理を示すフロー図である。Ｓ４２０の処理を示すフロー図である。Ｓ４５０の処理を示すフロー図である。Ｓ５００の処理を示すフロー図である。Ｓ５００の処理に基づいてタイヤを入れ替えた場合のタイヤＲ１乃至Ｒ６の使用可能期間の変化を示すグラフである。Ｓ５３０の処理を示すフロー図である。Ｓ５３０の処理によりタイヤを入れ替えた場合のタイヤＲ１乃至Ｒ６の使用可能期間の変化を示すグラフである。Ｓ５６０の処理を示すフロー図である。Ｓ６００の処理を示すフロー図である。Ｓ６５０の処理を示すフロー図である。Ｓ７００の処理を示すフロー図である。ユーザー端末におけるタイヤ現状情報と装着位置の変更案の表示例である。

以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らず、選択的に採用される構成を含むものである。

図１は、タイヤ管理装置の一実施形態を示す構成図である。
タイヤ管理装置１は、タイヤの使用状態を取得するタイヤ使用状態取得手段２と、タイヤを管理するサーバー３と、ユーザー端末４とで構成される。
［タイヤ使用状態取得手段の構成］
タイヤ使用状態取得手段２は、車両に搭載され、車両における各タイヤの使用状態に関する情報を取得する。タイヤ使用状態取得手段２は、例えば、ＴＰＭＳ（Tire Pressure Monitoring System）２０、運行記録計２２、タイヤ情報通信手段２４等により構成される。

ＴＰＭＳ２０は、タイヤの気室内に設けられたセンサによってタイヤ内の空気の温度や圧力を計測する装置である。ＴＰＭＳ２０により計測され、送信された温度や圧力に関する情報は、タイヤの使用期間中の温度履歴や圧力履歴のデータとして車室内に設けられた本体ユニットに蓄積され、タイヤの状態を示すタイヤ状態情報として記録される。運行記録計２２は、ジャイロセンサーやＧＰＳを備え、車両と電気的に接続されることにより車両の運行情報を記録する。運行記録計２２には、例えば、走行距離・速度、エンジン回転数、アイドリング時間、車両の加速度、走行経路等の走行状態に関する情報の時系列変化が記録される。

タイヤ情報通信手段２４は、ネットワーク回線５を通じてサーバー３やユーザー端末４と通信する装置である。タイヤ情報通信手段２４は、ＴＰＭＳ２０及び運行記録計２２と接続され、各装置に記録されたタイヤ状態情報、運行情報をサーバー３に送信する。なお、タイヤ情報通信手段２４から送信されるタイヤ状態情報及び運行情報は、ネットワーク回線５を介してユーザー端末４に送信した後に、ユーザー端末４からサーバー３に送信しても良く、サーバー３及びユーザー端末４の両方に送信する構成としてもよい。このように、タイヤ使用状態取得手段２は、使用中のタイヤにおけるタイヤ状態情報と、運行状態とを自動的に取得し、サーバー３側に送信する構成である。

［サーバーの構成］
図２は、サーバー３の概略構成を示す図である。サーバー３は、ハードウェア資源として設けられた演算手段としてのＣＰＵ１０、ＲＯＭ，ＲＡＭ等の記憶手段１２、キーボードやマウス、或いは、磁気，光学ドライブ等の入力手段１４、モニター等の表示手段１６、ネットワークインターフェイスや外部機器等を接続する外部接続インターフェース（外部ＩＦ）１８等を備える。ＣＰＵ１０が記憶手段１２に格納された各プログラムに従って後述の処理を実行することにより、サーバー３を後述の各手段として機能させる。サーバー３は、例えば、タイヤの製造元や、タイヤの製造元から委託された委託業者、タイヤの販売業者等により管理される。

図１に示すように、サーバー３は、通信処理手段３０と、データベース３２と、気象情報取得手段３４と、劣化状態予測手段３６と、使用可能期間予測手段３８と、装着位置立案手段４０と、データ蓄積手段４２と、表示出力手段４４とを備える。通信処理手段３０は、上述のタイヤ使用状態取得手段２との通信や、ユーザー端末４との通信を確立する。

［データベースについて］
データベース３２は、ユーザー情報、タイヤ特性情報、及びシミュレーションモデル情報とを有する。ユーザー情報としては、例えば、管理対象となるタイヤが装着された車両に関する車両情報と、当該車両に装着されたタイヤに関するタイヤ情報とが挙げられる。車両情報としては、例えば、管理対象のタイヤの登録日、タイヤ情報の更新日、車両が用いられる業種、車両タイプ、車両番号、操舵軸、駆動軸、トレーラ軸等の軸数、軸リフト機構（リフトアクスル機構）の有無、軸重、軸距、及び非積載時の軸重等の諸元、やタイヤ情報通信手段２４のＩＤ番号等の車両に関する情報を含む。

タイヤ情報としては、タイヤの車両への装着日及びその時点の車両の走行距離、装着位置、装着位置毎のタイヤ型式、リトレッド歴の有無、リトレッド歴が有る場合におけるリトレッド日、ローテーション歴の有無、ローテーション歴が有る場合における装着位置の変更日、変更位置及びその時点の走行距離等を含む。

これら車両情報及びタイヤ情報を含むユーザー情報は、例えば、管理対象のタイヤの登録時のユーザーＩＤにより管理される。なお、「ユーザー」とは、ユーザー端末４を操作してサーバー３から提供される情報を確認する者を意味し、例えばドライバー、運送業者、リトレッド業者、タイヤ販売者等をいう。
上述のユーザー情報や車両情報は、例えばネットワーク回線５を通じたユーザーによる入力、或いは、サーバー３の管理者によって入力可能である。

タイヤ特性情報は、管理対象であるタイヤを構成する各ゴム部材の材料物性（弾性特性、熱伝導特性）やコード部材の材料物性（剛性特性、熱伝導特性）等の物性値を含む。物性値には、密度ρ、弾性係数ｚ（縦弾性係数、横弾性係数）、損失正接（以下ｔａｎδと示す）、ビードコアの弾性率等の材料特性、比熱ｃ、熱伝導率ｋ、拡散係数Ｄ等が挙げられる。当該タイヤ特性情報は、タイヤの型式に紐付けしてデータベース３２に格納される。

シミュレーションモデル情報は、管理対象となるタイヤをモデル化したタイヤモデルＭや、タイヤが走行したとされる路面モデルＮを備える。タイヤモデルＭは、タイヤ型式毎にその形状、及び構造と対応するように、例えばタイヤ設計時のＣＡＤデータに基づいて作成される。また、タイヤモデルＭは、３次元の立体モデルや２次元の断面モデル等として作成され、タイヤを構成する部材毎に複数の要素の集合体として構成される。また、タイヤモデルＭは、タイヤの型式ごとに予め複数格納されており、タイヤの交換が行われたような場合には、交換後の新たな型式に対応するタイヤモデルＭを読み出し可能である。

路面モデルＮは、例えば平坦な剛体の板要素としてモデル化される。なお、実際の路面の凹凸を再現するように、立体要素を含んだモデルとしても良い。なお、タイヤモデルＭ、及び路面モデルＮは、上記形態に限定されず、シミュレーションが可能なモデルであればその形式は問わない。さらに、路面モデルＮは、後段の処理においてタイヤモデルＭに境界条件として与えることで省略可能である。

［気象情報取得手段について］
気象情報取得手段３４は、天気や気温に関する情報を取得する手段であって、例えば、ネットワーク回線５を介して、気象庁や民間の気象情報を提供する企業から天気や気温等を含む気象に関する情報を取得する。気象情報取得手段３４は、例えば、各地の天気や気温等の１日の気象変化を日毎或いは時間毎に自動的に取得する。気象情報取得手段３４によって取得された気象情報は、データベース３２に気象履歴として格納される。なお、気象情報は、気象情報取得手段３４による取得に限らず、サーバー３を管理する管理者によって手動入力することや手動入力と気象情報取得手段３４による取得とを組み合わせても良い。

［劣化状態予測手段について］
図３は、劣化状態予測手段３６の構成の一実施形態を示すブロック図である。同図に示すように、劣化状態予測手段３６は、トレッドゴムの摩耗傾向を算出するトレッドゴム摩耗傾向算出手段４６と、タイヤケースの劣化傾向を算出するケース劣化傾向算出手段４８とを備える。

トレッドゴム摩耗傾向算出手段４６は、例えば、ネットワーク回線５を介してユーザー端末４から入力される管理対象のタイヤのタイヤ点検情報に基づいて、タイヤ毎にトレッドゴムの摩耗傾向を算出する。図４は、トレッドゴムの摩耗傾向の一例を示すグラフである。同図に示すプロットは、日々の点検によりユーザー端末４から入力された走行距離と、その走行距離における溝残量Ｈを示している。トレッドゴム摩耗傾向算出手段４６では、入力された走行距離と溝残量Ｈの相関を、例えば最小二乗近似等により一次近似することにより、当該タイヤの摩耗傾向を示す摩耗傾向線ｐを算出する。

図５は、ケース劣化傾向算出手段４８の構成の一実施形態を示す図である。ケース劣化傾向算出手段４８は、管理対象のタイヤに対応したタイヤモデルＭをデータベース３２から読み込み、タイヤモデルＭを用いてタイヤの劣化状態を時系列的にシミュレーションすることによりケースの劣化傾向を算出する。

図５に示すように、ケース劣化傾向算出手段４８は、概略、温度履歴算出手段５０と、物性値設定手段５２と、酸素濃度履歴算出手段７０とを備える。
物性値設定手段５２は、データベース３２から読み出したタイヤモデルＭとタイヤ特性情報とを読み込み、タイヤモデルＭを構成する複数の要素ごとに上述した物性値を設定する。

温度履歴算出手段５０は、例えば、新品時から現在に至るまでのタイヤに生じた温度の履歴を算出する。温度履歴算出手段５０は、応力算出条件設定部５４と、損失正接設定部５６、弾性係数設定部５８と、応力算出部６０と、発熱量算出部６２と、温度算出条件設定部６４と、温度算出部６６と、結果処理部６８とを備える。応力算出条件設定部５４、損失正接設定部５６、弾性係数設定部５８、応力算出部６０は、タイヤ使用時の変形に伴なって生じる発熱を考慮し、発熱量を予測するための手段であり、タイヤ使用時の形状解析手段として機能する。

温度履歴算出手段５０は、物性値設定手段５２により物性値が設定されたタイヤモデルＭ（立体モデル）を用いて以下のように温度履歴を算出する。

応力算出条件設定部５４は、後述の応力算出部６０においてタイヤＲの使用中における応力σ、ひずみεを算出するために必要とされる条件をタイヤモデルＭに設定する。例えば、応力算出条件設定部５４では、タイヤ情報に基づいてタイヤＲの車両における装着位置を特定し、当該位置における車両の軸重を取得するとともに、積載情報に基づいて当該位置における積載荷重を算出する。そして、積載荷重と軸重とを合算することにより、タイヤＲに作用した荷重をタイヤモデルＭに設定する。タイヤに作用する荷重は、リムからタイヤＲ、タイヤＲから路面へと伝達されることから、例えば、タイヤモデルＭのうち、リムに当接する位置に対応する要素の節点に対して設定される。また、当該リムに当接する節点には、例えば、互いの位置関係に変化がない剛体条件（変形しない条件）が設定される。なお、リムの当接する節点に設定される条件は、上記の剛体条件（変形しない条件）に限定されず、例えば、リムへの接触状態は維持されるが節点同士の位置関係に変化を許容するように、リムへの接触だけを拘束する拘束条件等が合わせて設定される。また、タイヤＲの気室を形成する要素には、タイヤ内圧力データに基づく圧力が設定される。

損失正接設定部５６は、物性値設定手段５２により、タイヤモデルＭの各要素に関数として設定されたｔａｎδの値を設定する。ｔａｎδは、温度Ｔの関数として設定されているため、数値に置き換える必要がある。そこで、損失正接設定部５６では、各要素に関数として設定されたｔａｎδに温度Ｔを付与することでｔａｎδの数値を算出し、各要素に設定する。ｔａｎδと温度Ｔとの相関については、例えば、タイヤを構成するゴム部材全てについて試験片を用意し、ＪＩＳＫ６３９４，ＩＳＯ４６６４に基づいて加熱する温度を変更しつつ、各温度におけるｔａｎδを測定することにより取得可能である。そして、得られたｔａｎδと温度Ｔの相関は、例えば、最小二乗近似等により関数化され、データベース３２に登録される。損失正接設定部５６は、このような関数をデータベース３２から取得し、各要素の温度Ｔが設定、更新される毎に対応する温度Ｔのｔａｎδをゴム部材毎に算出することにより、各要素に数値化されたｔａｎδを設定する。

弾性係数設定部５８は、タイヤモデルＭの各要素に関数として設定された弾性係数の値を算出する。弾性係数は、上記ｔａｎδと同様に、温度Ｔの関数として設定されているため、数値に置き換える必要がある。そこで、ｔａｎδと同様に、予め実験によりゴム部材毎に弾性係数と温度Ｔとの関係を部材毎に関数として求めておき、各要素に温度Ｔが設定、更新される毎に対応する温度Ｔの弾性係数をゴム部材毎に算出することにより、各要素に数値化された弾性係数を設定する。

応力算出部６０は、タイヤモデルＭが路面モデルＮに接地した状態を設定し、走行中のタイヤＲに作用する応力σ及びひずみεを算出する。具体的には、応力算出部６０は、応力算出条件設定部５４により設定されたタイヤ内の圧力、荷重等の条件と、物性値設定手段５２により各要素に設定された密度ρ、損失正接ｔａｎδ、弾性係数、ビードコアの剛性等の材料特性を示す物性値とに基づいて、各要素の応力解析をすることにより各要素の応力σ及びひずみεを算出する。

発熱量算出部６２は、タイヤ使用時の変形に伴なう発熱量Ｑを算出する。タイヤＲは、路面に接地して転動することで変形し、各部材にひずみが生じる。当該ひずみは、タイヤＲの転動においてひずみエネルギーロスを引き起こし、ほとんどが熱として放出されるものとして考えられる。そこで、発熱量Ｑを、ひずみエネルギーを算出する式（［数１］の右辺に示す式）により算出する。
Ｖは各要素の体積、σは各要素の応力，εは各要素のひずみ、ｔａｎδは各要素の損失正接である。なお、各要素の体積Ｖは、タイヤモデルＭの無負荷の形状の大きさを採用している。

温度算出条件設定部６４は、後述の温度算出部６６によりタイヤＲの温度を算出するための温度初期条件や温度条件をタイヤモデルＭに設定する。温度初期条件は、全ての要素に設定される。例えば、温度初期条件には、ＴＰＭＳ２０が計測を開始したときの温度Ｔが全ての要素に設定される。リム組みされ、内圧が印加された直後の新品のタイヤＲは、温度及び気室内の空気の温度Ｔが外気の温度と同じと考えることができる。そこで、ＴＰＭＳ２０が計測した温度Ｔは外気の温度を計測したものと見なし、その温度Ｔを初期温度としてタイヤモデルＭの全ての要素に設定する。

温度条件は、タイヤ外周面に対応する各節点に設定される。また、タイヤ外周面の節点には、速度に応じた熱伝達条件が設定され、雰囲気温度として気象履歴データに記録された気温が設定される。また、タイヤ内周面（気室モデルＭｃとタイヤモデルＭとの境界）に対応する各節点には、タイヤから気室内の空気への熱伝達率や、気室内の空気からタイヤへの熱伝達率が設定される。
なお、タイヤ内周面に対応する節点とはインナーライナーの表面と気室との境界に設けられた節点をいう。また、タイヤ外周面の要素とはリムクッションゴム、サイドゴム及びトレッドゴム等の表面と大気との境界に位置する節点をいう。また、車両情報の入力時に、車両の側方、即ち、操舵軸と駆動軸との間に排気口がありとの設定がなされている場合には、排気口の後方に位置するタイヤの外周面には排気口から排出される排気温度が設定される。

温度算出部６６は、タイヤＲの使用時における温度をタイヤモデルＭの要素毎に算出する。本実施形態では、当該算出において、タイヤＲの変形にともなう発熱量Ｑを考慮し、上記温度算出条件設定部６４により設定された条件に基づいてタイヤＲの各部の温度を算出する。
温度算出部６６では、［数２］に示す式（非定常熱伝導方程式）を基礎方程式とし、この［数２］を有限要素法の手法に基づいて有限要素方程式（離散方程式）に変換し、左辺の時間微分項を時間積分することで、所定時間Δｔ後の各要素における温度を算出する。つまり、温度算出部６６による温度Ｔの計算の開始時刻ｔ０をタイヤ新品時とし、現在の時刻ＥＮＤに至るまでの間を時刻間隔Δｔ毎に進行するように、繰り返し計算する。これにより、タイヤＲの温度履歴、詳細にはタイヤモデルＭの各要素における温度Ｔの時間履歴が算出される。
ここで、ρは密度、ｃは比熱、ｋは熱伝導率、Ｑは発熱量である。

温度算出部６６では、タイヤ使用時の変形による発熱を考慮して各時刻におけるタイヤＲの温度Ｔを［数２］により算出するが、上述したように、発熱量Ｑを計算するための各ゴム部材の弾性係数やｔａｎδは温度Ｔの関数である。つまり、発熱量Ｑも温度Ｔの関数である。そこで、本実施形態では、タイヤＲの温度Ｔを、温度算出部６６の［数２］による各要素の温度Ｔの演算と、［数２］に入力される発熱量Ｑの演算と、発熱量Ｑを算出する［数１］に入力される応力σ及びひずみεを取得するためのタイヤＲの応力計算とを連成させて算出する。連成により温度算出部６６により算出される各時刻における各要素の温度Ｔは、算出される毎に結果処理部６８に出力される。

結果処理部６８は、温度算出部６６から入力される各時刻における温度Ｔの結果処理を実行する。結果処理部６８では、温度算出部６６から各要素の温度Ｔが入力される毎に、例えば、タイヤ構成部材毎の温度Ｔの平均値や、タイヤ全体の温度Ｔの平均値を算出する。さらに、算出された平均値は、逐次蓄積され、タイヤ構成部材毎の温度履歴、タイヤ全体の温度履歴等として生成される。例えば、タイヤ全体の温度履歴は、使用可能期間予測手段３８に出力される。

図５に示すように、酸素濃度履歴算出手段７０は、酸素濃度算出条件設定部７２と、酸素濃度算出部７４と、結果処理部７６とを備える。酸素濃度算出条件設定部７２は、後述の酸素濃度算出部７４によって酸素濃度を算出するための酸素濃度初期条件や酸素濃度境界条件をタイヤモデルＭに設定する。酸素濃度履歴算出手段７０では、例えば、データベース３２に格納されたタイヤモデルＭのうち、断面モデルを用いて酸素濃度履歴を算出する。酸素濃度初期条件は、タイヤモデルＭの全ての要素に設定される。初期条件として設定される酸素濃度Ｃには、例えば、０（ゼロ）が設定される。酸素濃度境界条件は、タイヤ内周面及び外周面を構成する要素に設定される。境界条件として設定される酸素濃度Ｃは、例えば、タイヤ内周面の要素には、気室内に封入された空気量に応じた酸素濃度Ｃが設定される。一例として、後述の酸素濃度算出部７４により酸素濃度Ｃが算出される毎に、タイヤ内周面を構成する要素から１つ内側（カーカス側）の要素に移動した酸素濃度ΔＣ分が気室内の酸素濃度Ｃから減少したものとして設定される。即ち、１つ前の時刻における気室内の酸素濃度Ｃからタイヤ内部に移動した分の酸素濃度ΔＣを減じるように要素に設定される。また、タイヤ外周面に対応する要素には、大気中に含まれる酸素濃度Ｃが設定される。

酸素濃度算出部７４は、温度履歴算出手段５０により算出された温度履歴データ、酸素濃度算出条件設定部７２により設定される酸素濃度初期条件や酸素濃度境界条件に基づいて、タイヤＲの各要素における酸素濃度Ｃを算出する。酸素濃度算出部７４では、［数３］に示す式（非定常拡散方程式）を基礎方程式とし、［数３］を有限要素法の手法に基づいて有限要素方程式（離散方程式）に変換し、左辺の時間微分項を時間積分することで、タイヤモデルＭの各要素における酸素濃度Ｃの時間履歴を算出する。酸素濃度算出部７４は、各時刻におけるタイヤＲの酸素濃度Ｃを算出する毎に、結果処理部７６に出力する。
Ｃは、酸素濃度，Ｄ（Ｔ）は拡散係数，ω（Ｔ）は酸素消費量である。ω（Ｔ）は、ゴム部材の酸化による反応項である。同式に示すように、拡散係数Ｄ（Ｔ）及び酸素消費量ω（Ｔ）は、場所及び温度Ｔの関数である。

各要素における拡散係数Ｄ（Ｔ）は［数４］、酸素消費量ω（Ｔ）は［数５］により算出される。［数４］，［数５］に示すように、拡散係数Ｄ（Ｔ），酸素消費量ω（Ｔ）は、温度Ｔの関数であるため、酸素濃度算出部７４の時間積分に対応する時刻の温度Ｔが温度履歴データから取得される。
Ｄ_０は、基準となる拡散係数、Ｅ_０Ｄは活性化エネルギー、ω_０は、基準となる酸素消費量、Ｅ_０ωは、それぞれ活性化エネルギー、κは、ボルツマン定数である。これらの数値は、各要素の対応する部材毎に物性値として設定され、各要素に物性値として設定される。

結果処理部７６は、酸素濃度算出部７４から入力される各時刻における酸素濃度Ｃの結果処理を実行する。結果処理部７６では、酸素濃度算出部７４から各要素の酸素濃度Ｃが入力される毎に、例えば酸素濃度Ｃの最大値の検出、タイヤ構成部材毎の酸素濃度Ｃの平均値やタイヤ全体の酸素濃度Ｃの平均値を算出する。さらに、検出された最大値や、算出された平均値は、逐次蓄積され、最大酸素濃度履歴、タイヤ構成部材毎の酸素濃度履歴、タイヤ全体の酸素濃度履歴等が生成される。本実施形態では、タイヤ全体の酸素濃度履歴に基づいて、後の処理がなされるものとして説明するが、最大酸素濃度履歴を用いることも可能である。また、結果処理部７６では、タイヤ全体の酸素濃度履歴を、例えば最小二乗近似等により一次近似として算出することで、ケースの摩耗傾向を予測するための劣化傾向線ｑを算出し、使用可能期間予測手段３８に出力する。

図６は、温度履歴算出手段５０と酸素濃度履歴算出手段７０とから出力された温度履歴線及び酸素濃度履歴線を示す図である。同図に示すｕ１はタイヤ全体の平均温度の履歴を示す温度履歴線、ｕ２はタイヤ全体の平均酸素濃度の履歴を示す酸素濃度履歴線である。また、β１は、タイヤのリトレッドが許容される酸素濃度の最大値を示し、β２は、ケースの使用限界を示す酸素濃度の限界値を示している。ｑは、劣化傾向線を示している。

劣化状態予測手段３６により算出された各タイヤの摩耗傾向線ｐやケースの劣化傾向線ｑは、車両におけるタイヤの装着位置毎のトレッドゴムの摩耗傾向及びケースの劣化傾向でもある。そこで、算出された各タイヤのトレッドゴムの摩耗傾向線ｐやケースの劣化傾向線ｑは、車両におけるタイヤの装着位置毎の装着位置劣化特性として設定され、データ蓄積手段４２に格納される。

［使用可能期間予測手段について］
使用可能期間予測手段３８は、上記劣化状態予測手段３６により算出されたトレッドゴムの摩耗傾向線ｐ及びケースの劣化傾向線ｑに基づいて、現在におけるタイヤ装着位置でそのままタイヤを使用し続けたときのトレッドゴムの溝残量Ｈが、リトレッド可能な溝深さに達するまでの走行可能距離ｅや使用限界の溝深さに達するまでの走行可能距離Ｅ、ケースのリトレッド可能な酸素濃度に達するまでの走行可能時間ｊ、使用限界の酸素濃度に達するまでの走行可能時間Ｊを算出する（図４，図６参照）。

具体的には、使用可能期間予測手段３８は、トレッドゴム摩耗傾向算出手段４６により得られた摩耗傾向線ｐに基づいて、各タイヤにおけるトレッドゴムの溝残量Ｈが、リトレッド溝許容値α１に達するまでの走行可能距離ｅ、溝使用限界値α２に達するまでの走行可能距離Ｅを算出する。リトレッド溝許容値α１は、トレッドゴムのリトレッドが可能な溝深さであり、溝使用限界値α２は、トレッドゴムが使用限界となるときの溝深さである。また、使用可能期間予測手段３８は、劣化傾向線ｑに基づいて、各タイヤにおけるケースの酸素濃度が、リトレッド酸素濃度許容値β１に達するまでの走行可能距離ｊ、酸素濃度限界値β２に達するまでの走行可能距離Ｊを算出する。リトレッド酸素濃度許容値β１は、リトレッドが可能なケースの酸素濃度であり、酸素濃度限界値β２は、ケースが使用限界となるときの酸素濃度である。

算出される走行可能距離ｅは、リトレッド溝許容値α１を過ぎていない場合には０（ゼロ）よりも大きな正の数値、リトレッド溝許容値α１を過ぎている場合には０（ゼロ）よりも小さな負の数値となる。また、走行可能距離Ｅは、溝使用限界値α２を過ぎていない場合には０（ゼロ）よりも大きな正の数値、溝使用限界値α２を過ぎている場合には０（ゼロ）よりも小さな負の数値となる。走行可能時間ｊは、リトレッド酸素濃度許容値β１を過ぎていない場合には０（ゼロ）よりも大きな正の数値、リトレッド酸素濃度許容値β１を過ぎている場合には０（ゼロ）よりも小さな負の数値となる。また、走行可能時間Ｊは、酸素濃度限界値β２を過ぎていない場合には０（ゼロ）よりも大きな正の数値、酸素濃度限界値β２を過ぎている場合には０（ゼロ）よりも小さな負の数値となる。

装着位置立案手段４０は、使用可能期間予測手段３８により予測された各タイヤの走行可能距離ｅ，Ｅ及び走行可能時間ｊ，Ｊ等に基づいて、装着位置の変更案を立案する。なお、具体的な変更案の立案処理については後述する。

［データ蓄積手段について］
データ蓄積手段４２は、劣化状態予測手段３６によるトレッドゴムの摩耗傾向線ｐやケースの劣化傾向線ｑの算出時の各パラメータ、算出された摩耗傾向線ｐや劣化傾向線ｑに基づく車両特性、装着位置立案手段４０による装着位置の変更案等の情報を格納する。

［表示出力手段］
表示出力手段４４は、入力手段１４からの入力に基づいて、上述の各手段により処理された内容やデータベース３２に記憶された情報を表示手段１６に表示出力する。例えば、表示出力手段４４は、立案された変更案とともにタイヤの現状の状態を表示するための表示出力処理を実行する。例えば、後述のユーザー端末４からサーバー３にアクセスされたときに表示出力処理が実行される。

ユーザー端末４は、ハードウェア資源として設けられた演算手段としてのＣＰＵ、ＲＯＭ，ＲＡＭ等の記憶手段、キーボードやマウス、或いは、磁気，光学ドライブ等の入力手段、モニター等の表示手段、ネットワークインターフェイスや外部機器等を接続する外部接続インターフェース（外部ＩＦ）等を備える。ＣＰＵが記憶手段に格納された各プログラムに従って後述の処理を実行することによりユーザー端末４をサーバー３の端末装置として機能させる。

ユーザー端末４の記憶手段には、日常点検により測定した各タイヤの溝残量Ｈ及びその時点の走行距離等のタイヤ点検情報や日々の運行における積載情報が記憶される。また、これらの情報は、サーバー３側に送信され、データベース３２に格納され、蓄積される。また、ユーザー端末４の表示手段には、サーバー３から提供されるタイヤ現状情報やタイヤの装着位置の変更案が表示される。

以下、タイヤ管理装置１の運用方法や処理の流れについて説明する。以下の説明では、車両一台分の全てのタイヤが新品に交換され、これら全てのタイヤを管理する例を示す。また、車両及び各タイヤには上述のタイヤ状態計測手段２が取り付けられているものとする。

図７は、ユーザー情報をサーバーに登録する際の設定画面の一例を示す図である。図７（ａ）に示すように、表示手段１６には、例えば、新規ユーザー登録、及び登録内容の変更を選択する画面が表示される。登録作業者は、入力手段１４を操作して選択画面からいずれかを選択する。ここでは、新規ユーザー登録を選択するものとする。新規ユーザー登録の選択により、表示画面が図７（ａ）に示す選択画面から図７（ｂ）に示す車両設定画面へと切り替わる。登録作業者は、車両設定画面に表示された車両のシャシー図（１）乃至（６）から、登録対象となる車両と同じ種別を選択する。本例では、例えば（２）が選択される。

車両設定の選択により、表示画面が図７（ｂ）に示す車両設定画面から図７（ｃ）のユーザー登録画面へと切り替わる。登録作業者は、車両情報及びタイヤ情報等のユーザー情報を図７（ｃ）に示す登録画面に表示された各項目に入力する。
そして、図７（ｄ）に示す表示画面からタイヤ管理の開始を選択することにより、サーバー３と、タイヤ使用状態取得手段２及びユーザー端末４との通信が確立される。以後、タイヤ使用状態取得手段２からタイヤ状態情報及び運行情報がサーバー３に自動的に送信され、ユーザー端末４からサーバー３にタイヤ点検情報及び積載情報が入力可能となる。また、サーバー３から提供される装着位置の変更案等の表示、閲覧が可能となる。

登録作業の完了後、サーバー３側には、タイヤ使用状態取得手段２から入力されるタイヤ状態情報及び運行情報、さらにはユーザー端末４から入力されるタイヤ点検情報及び積載情報が送信され、各情報は逐次データベース３２に蓄積される。また、サーバー３側では、ユーザー端末４から積載情報及びタイヤ点検情報が入力される毎に、劣化状態予測手段３６によってトレッドゴムの摩耗傾向とケースの劣化傾向が予測される。
さらに、使用可能期間予測手段３８によって、予測されたトレッドゴムの摩耗傾向及びケースの劣化傾向に基づいて、上述の走行可能距離ｅ、走行可能距離Ｅ、走行可能時間ｊ、走行可能時間Ｊが算出される。使用可能期間予測手段３８により予測された各タイヤＲ１乃至Ｒ６のトレッドゴムの走行可能距離ｅ，Ｅやケースの走行可能時間ｊ，Ｊは、装着位置立案手段４０及びデータ蓄積手段４２に出力される。

図８は、トレッドゴム摩耗傾向算出手段４６により算出されたタイヤＲ１乃至Ｒ６のトレッドゴムの摩耗傾向の一例を示すグラフである。同図の実線で示すｐ１乃至ｐ６は、トレッドゴム摩耗傾向算出手段４６により予測された各タイヤＲ１乃至Ｒ６の摩耗傾向線を示している。具体的には、摩耗傾向線ｐ１，ｐ２がタイヤＲ１，Ｒ２に対応し、摩耗傾向線ｐ３乃至ｐ６がタイヤＲ３乃至Ｒ６に対応する。なお、各タイヤＲ１〜Ｒ６の装着位置は、図７（ｃ）に示す通りである。また、全てのタイヤＲ１〜Ｒ６は、新品タイヤとして装着以後、ローテーションやリトレッド等がなされていないものとする。また、現時点のタイヤＲ１，Ｒ２の溝残量Ｈは５．７ｍｍ、タイヤＲ３乃至Ｒ６の溝残量Ｈは７．５ｍｍである。つまり、操舵輪のタイヤＲ１，Ｒ２は、駆動輪のタイヤＲ３乃至Ｒ６に比べてトレッドゴムの摩耗の進行が速いことが分かる。

図９は、ケース劣化傾向算出手段４８により算出されたタイヤＲ１乃至Ｒ６のケースの劣化傾向の一例を示すグラフである。同図の実線で示すｑ１乃至ｑ６は、それぞれケース劣化傾向算出手段４８により予測されたタイヤＲ１乃至Ｒ６の劣化傾向線を示している。
具体的には、劣化傾向線ｑ１，ｑ２がタイヤＲ１，Ｒ２に対応し、劣化傾向線ｑ３，ｑ４がタイヤＲ３，Ｒ４に対応し、劣化傾向線ｑ５，ｑ６がタイヤＲ５，Ｒ６に対応する。なお、各タイヤＲ１〜Ｒ６の装着位置は、図７（ｃ）に示す通りである。また、全てのタイヤＲ１〜Ｒ６は、新品タイヤとして装着以後、ローテーションやリトレッド等がなされていないものとする。また、現時点のタイヤＲ１，Ｒ２のケースは、タイヤＲ３乃至Ｒ６のケースに比べて劣化している。さらに、タイヤＲ３，Ｒ４のケースはタイヤＲ５，Ｒ６のケースに比べて劣化している。タイヤＲ３，Ｒ４は、タイヤＲ５，Ｒ６と同じ駆動軸に装着されているが、排気口ｚからの排気ガスにさらされるため、タイヤＲ５，Ｒ６よりも劣化の進行が速い。

図１０は、装着位置立案手段４０によるタイヤの装着位置の変更案の立案処理の概略工程を示すフロー図である。装着位置立案手段４０は、状態把握処理Ｓ４００、変更案を立案するための振り分け処理Ｓ４２０、変更案の立案の要否判定処理Ｓ４５０、変更案の立案処理Ｓ５００，Ｓ６００，Ｓ６５０，Ｓ７００を実行する。以下、各処理について説明する。

［Ｓ４００について］
図１１は、Ｓ４００の状態把握処理を示すフロー図である。
Ｓ４００では、車両に装着された各タイヤＲ１乃至Ｒ６の現状における状態を把握する処理を実行する。なお、走行可能距離ｅ，Ｅ、走行可能時間ｊ，Ｊの添え字ｉは、タイヤＩＤ番号の数字に対応する（図７（ｃ）参照）。
Ｓ４０２：走行可能距離Ｅｉが０（ゼロ）より大きいか否かを判定し、０より大きい場合にはＳ４０４に移行し、０以下の場合には廃棄予定をタイヤ情報に記録してＳ４１４に移行する。つまり、本ステップによりトレッドゴムの溝残量Ｈが使用限界値（α２）の溝深さを過ぎているか否かが判定される。
Ｓ４０４：走行可能距離ｅｉが０（ゼロ）より大きいか否かを判定し、０より大きい場合にはＳ４０６に移行し、０以下の場合には「リトレッド不可」との情報をタイヤ情報として記録してＳ４１４に移行する。つまり、本ステップによりトレッドゴムの溝残量がリトレッド可能な限界値（α１）の溝深さを過ぎているか否かが判定される。
Ｓ４０６：走行可能距離ｅｉが閾値ｘ１より大きいか否かを判定し、閾値ｘ１より大きい場合にはＳ４０８に移行し、閾値ｘ１以下の場合には「リトレッド推奨」との情報をタイヤ情報として記録してＳ４１４に移行する。閾値ｘ１は、リトレッド時期が近いか否かを判定するものであり、予め所定の距離が設定される。つまり、本ステップによりリトレッド時期が近いか否かが判定される。
Ｓ４０８：走行可能時間Ｊｉが０（ゼロ）より大きいか否かを判定し、０より大きい場合にはＳ４１０に移行し、０以下の場合には「廃棄予定」との情報をタイヤ情報として記録してＳ４１４に移行する。つまり、本ステップによりケースの酸素濃度Ｃが使用限界値（β２）を過ぎているか否かが判定される。
Ｓ４１０：走行可能時間ｊｉが０（ゼロ）より大きいか否かを判定し、０より大きい場合にはＳ４１２に移行し、０以下の場合には「リトレッド不可」との情報をタイヤ情報に記録してＳ４１４に移行する。つまり、本ステップによりケースの酸素濃度Ｃがリトレッド可能な限界値（β１）を過ぎているか否かが判定される。
Ｓ４１２：走行可能時間ｊｉが閾値ｘ２より大きいか否かを判定し、閾値ｘ２より大きい場合にはＳ４１４に移行し、閾値ｘ２以下の場合には「リトレッド推奨」との情報をタイヤ情報に記録してＳ４１４に移行する。閾値ｘ２は、リトレッド時期が近いかどうかを判定するものであり、所定の時間が設定される。つまり、本ステップによりリトレッド時期が近いかどうか否かが判定される。
Ｓ４１４：全てのタイヤの状態判定が終了したかどうかを判定し、全てのタイヤの状態判定が終了していない場合にはＳ４０２に戻り、状態判定が終了した場合にはＳ４２０へ移行する。これにより各タイヤＲ１乃至Ｒ６の現在における状態が把握される。

［Ｓ４２０について］
図１２は、Ｓ４２０の振り分け処理を示すフロー図である。Ｓ４２０では、Ｓ４００により更新されたタイヤ情報に基づいて、タイヤの状態に応じた装着位置の変更案の立案処理の振り分けを実行する。
Ｓ４２２：タイヤＲ１乃至Ｒ６のいずれかに「廃棄予定」とのタイヤ情報が記録されていないかを判定し、記録されていない場合にはＳ４２４に移行し、記録されている場合にはＳ７００に移行する。
Ｓ４２４：タイヤＲ１乃至Ｒ６のいずれかに「リトレッド不可」とのタイヤ情報が記録されていないかを判定し、記録されていない場合にはＳ４２６に移行し、記録されている場合にはＳ６５０に移行する。
Ｓ４２６：タイヤＲ１乃至Ｒ６のいずれかに「リトレッド推奨」とのタイヤ情報が記録されていないかを判定し、記録されていない場合にはＳ４５０に移行し、記録されている場合にはＳ６００に移行する。

［Ｓ４５０について］
図１３は、Ｓ４５０の要否判定処理処理を示すフロー図である。Ｓ４５０では、タイヤＲ１乃至Ｒ６の変更案の立案の要否を調べる。
Ｓ４５２：タイヤＲ１乃至Ｒ６の中で走行可能距離ｅの最大値と最小値を探索する。
Ｓ４５４：Ｓ４５２で探索された走行可能距離ｅの最大値と最小値との差（走行可能距離差）Δｅを算出する。本ステップにより、車両に装着されたタイヤＲ１乃至Ｒ６の溝残量Ｈの差（開きの程度）が判定される。
Ｓ４５６：Ｓ４５４で算出された走行可能距離差Δｅが閾値ｘ３より小さいか否かを判定し、閾値ｘ３より小さい場合にはＳ４５８に移行し、閾値ｘ３以上の場合にはＳ４６８に移行する。閾値ｘ３は、溝残量Ｈの開きの許容範囲を判定するものであり、予め所定の距離が設定される。
Ｓ４５８：タイヤＲ１乃至Ｒ６の中で走行可能時間ｊの最大値と最小値を探索する。
Ｓ４６０：Ｓ４５８で探索された走行可能時間ｊの最大値と最小値との差（走行可能時間差）Δｊを算出する。本ステップにより、車両に装着されたタイヤＲ１乃至Ｒ６のケースの酸素濃度Ｃの差（開きの程度）が判定される。
Ｓ４６２：Ｓ４６０で算出された走行可能時間差Δｊが閾値ｘ４より小さいか否かを判定し、閾値ｘ４より小さい場合にはＳ４６４に移行し、閾値ｘ４以上の場合にはＳ５００に移行する。閾値ｘ４は、酸素濃度Ｃの開きの許容範囲を判定するものであり、予め所定の時間が設定される。
Ｓ４６４：「入れ替え不要」との情報をタイヤ情報として記録し、処理を終了する。
Ｓ４６８：タイヤＲ１乃至Ｒ６の中で走行可能時間ｊの最大値と最小値を探索する。
Ｓ４７０：Ｓ４６８で探索された走行可能時間ｊの最大値と最小値との差（走行可能時間差）Δｊを算出する。
Ｓ４７２：Ｓ４７０で算出された走行可能時間差Δｊが閾値ｘ４より小さいか否かを判定し、閾値ｘ４より小さい場合にはＳ５３０に移行し、閾値ｘ４以上の場合にはＳ５６０に移行する。
なお、上記判定に用いる閾値ｘ３，ｘ４は、例えば、タイヤの装着位置の変更に要する費用対効果を勘案して設定すると良い。即ち、短いサイクルで装着位置を変更することも可能であるが、車両の運行に影響を及ぼす虞があるので適当な間隔（走行距離や走行時間）で装着位置が変更されるように設定すると良い。

［Ｓ５００について］
図１４は、Ｓ５００の立案処理を示すフロー図である。Ｓ５００では、トレッドゴム及びケースの使用可能期間が、リトレッド可能な状態にある場合の変更案を立案する。具体的には、Ｓ５００では、走行可能距離差Δｅが所定の閾値ｘ３より小さく、走行可能時間差Δｊが所定の閾値ｘ４以上である場合において、ケースの劣化が平均化されるように、換言すれば、特定の位置に装着されたタイヤの局所的な劣化を避け、複数のタイヤ全体のトータルライフを延ばすようにタイヤの装着位置の変更案を立案する。
Ｓ５０２：各タイヤＲ１乃至Ｒ６に対応する走行可能時間ｊ１乃至ｊ６を、その長さに応じて順位付けを行う。例えば、走行可能時間ｊ１乃至ｊ６をその長さが短い順に順位付けする。車両の同軸上に装着されたタイヤは、通常、左右均等にケースが劣化すると考えることができるが、コンピュータシミュレーションにより走行可能時間ｊ１乃至ｊ６を算出しているため、左右が同じ数値となることはないものと考えることができる。なお、走行可能時間が同じである場合には、例えば、タイヤＩＤ番号の小さいものを上位に設定するようなルール付けを行えば良い。また、他の方法として走行可能時間が同じものについて同順位としても良い。本ステップにより、例えば、タイヤＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６の順に１位から６位が順位付けられるものとする。
Ｓ５０４：１位（走行可能時間が１番短い）のタイヤＲ１と６位（走行可能時間が１番長い）のタイヤＲ６とを互いの装着位置を変更する入れ替えペアとして設定する。
Ｓ５０６：２位（走行可能時間が２番短い）のタイヤＲ２と５位（走行可能時間が２番長い）のタイヤＲ５とを互いの装着位置を変更する入れ替えペアとして設定する。
Ｓ５０８：３位（走行可能時間が３番短い）のタイヤＲ３と４位（走行可能時間が３番長い）のタイヤＲ４とを互いの装着位置を変更する入れ替えペアとして設定する。
Ｓ５１０：Ｓ５０４〜Ｓ５０８において複数の入れ替えペアとなった各タイヤが同一の車軸に装着され、かつ、車両の左右同一側に装着されているかを判定し、当該条件を満たす場合にＳ５１２に移行し、当該条件を満たさない場合に設定を維持したまま終了する。
Ｓ５１２：Ｓ５１０の判定により、上述の条件を満たすことに基づいて、当該条件を満たす入れ替えペアについての設定を解除して処理を終了する。当該処理によって入れ替えペアの設定が解除されると位置の入れ替えが行われない。即ち、車両において、入れ替えペアの装着位置が同軸かつ車両の同じ側の場合には、劣化の進行が同じであるため、入れ替えを行ったとしても走行可能時間が変わらないため、入れ替えペアの設定を解除することで、タイヤの入れ替えの手間を軽減できる。
また、上記処理により設定された入れ替えペアは、装着位置の変更案として表示出力手段４４に出力される。

図１５は、Ｓ５００の処理に基づいて入れ替えペアとして設定されたタイヤを相互に入れ替えた場合のタイヤＲ１乃至Ｒ６の使用可能期間の変化を示すグラフである。同図に示すように、タイヤＲ１乃至Ｒ６の装着位置を変更することにより、タイヤＲ１，Ｒ２の走行可能時間ｊ１，ｊ２は、走行可能時間ｊ１’，ｊ２’となり、現在の位置に装着し続けたときよりもタイヤの使用期間を延ばすことができる。この入れ替えによりタイヤＲ５，Ｒ６の走行可能時間ｊ５，ｊ６は、そのまま装着し続けたときよりも走行可能時間ｊ５’，ｊ６’とタイヤの使用期間が短くなるが、当該車両に装着されたタイヤＲ１乃至Ｒ６のケースの劣化の進行を平均化することができることから、リトレッドを考慮した場合のタイヤのトータルライフを延ばすことが可能となる。

［Ｓ５３０について］
図１６は、Ｓ５３０の処理を示すフロー図である。Ｓ５３０では、走行可能距離差Δｅが所定の閾値ｘ３以上、走行可能時間差Δｊが所定の閾値ｘ４より小さい場合に、トレッドゴムの摩耗が平均化されるようにタイヤの装着位置の変更案を立案する。
Ｓ５３２：各タイヤＲ１乃至Ｒ６の走行可能距離ｅ１乃至ｅ６の長さに応じて順位付けを行う。例えば、走行可能距離ｅ１乃至ｅ６が短いタイヤを上位にして順位付けする。車両の同軸上に装着されたタイヤは、通常、左右均等にケースが劣化すると考えることができるが、コンピュータシミュレーションにより走行可能時間ｅ１乃至ｅ６を算出しているため、左右が同じ数値となることはないものと考えることができる。なお、走行可能時間が同じである場合には、例えば、タイヤＩＤ番号の小さいものを上位に設定するようなルール付けを行えば良い。また、他の方法として走行可能時間が同じものについて同順位としても良い。本ステップにより、例えば、タイヤＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６の順に１位から６位が順位付けられたものとする。
Ｓ５３４：１位（走行可能距離が１番短い）のタイヤ（Ｒ１）と６位（走行可能距離が１番長い）のタイヤ（Ｒ６）とを互いの装着位置を変更する入れ替えペアとして設定する。
Ｓ５３６：２位（走行可能距離が２番短い）のタイヤ（Ｒ２）と５位（走行可能距離が２番長い）のタイヤ（Ｒ５）とを互いの装着位置を変更する入れ替えペアとして設定する。
Ｓ５３８：Ｓ５３４とＳ５３６でペアとして設定された６位のタイヤと５位のタイヤが、同一の車軸に装着され、かつ、車両の左右同一側であるかを判定し、当該条件を満たす場合にＳ５４０に移行し、当該条件を満たさないにはＳ５４４に移行する。
Ｓ５４０：Ｓ５３６で設定された２位のタイヤと５位のタイヤの入れ替えペアの設定を解除し、Ｓ５４２に移行する。即ち、車両において、入れ替えペアの装着位置が同軸かつ車両の同じ側の場合には、劣化の進行が同じであるため、入れ替えを行ったとしても走行可能距離が変わらないため、入れ替えペアの設定を解除することで、タイヤの入れ替えの手間を軽減できる。
Ｓ５４２：Ｓ５３８において２位のタイヤ（Ｒ２）の入れ替えペアに設定されたタイヤ（Ｒ５）の次に走行可能距離ｅが長いタイヤ（タイヤＲ５よりも上位のタイヤ）を、２位のタイヤ（Ｒ２）の新たな入れ替えペアとして設定し、Ｓ５３８に戻る。そして、２位のタイヤ（Ｒ２）と入れ替えペアとなるタイヤが、同一の車軸に装着され、かつ、車両の左右同一側でなくなるように、Ｓ５３８〜Ｓ５４２を繰り返す。
Ｓ５４４：残りのタイヤを入れ替えペアとして設定し、処理を終了する。
上記処理により設定された入れ替えペアは、装着位置の変更案として表示出力手段４４に出力される。

図１７は、Ｓ５３０の処理によりタイヤを入れ替えた場合のタイヤＲ１乃至Ｒ６の使用可能期間の変化を示すグラフである。同図に示すように、タイヤＲ１乃至Ｒ６の入れ替えることにより、タイヤＲ１，Ｒ２は、現在の位置に装着し続けたときの走行可能距離ｅ１，ｅ２から走行可能距離ｅ１’，ｅ２’へと延びることになる。この入れ替えによりタイヤＲ１，Ｒ６よりも走行可能距離の長いタイヤＲ５，Ｒ６は、走行可能距離ｅ５，ｅ６が走行可能距離ｅ５’，ｅ６’へと短くなるが、タイヤＲ１，Ｒ２の走行可能距離ｅ１，ｅ２から走行可能距離ｅ１’，ｅ２’へと延びるため、結果として図１７に示すように、リトレッド溝許容値α１及び溝使用限界値α２に向けてタイヤＲ１，Ｒ２，Ｒ５，Ｒ６の走行できる距離が近づくことになり、当該車両に装着されたタイヤのトレッドゴムの摩耗の進行を平均化することができる。

［Ｓ５６０について］
図１８は、Ｓ５６０の処理を示すフロー図である。Ｓ５６０では、走行可能距離差Δｅが所定の閾値ｘ３より小さく、走行可能時間差Δｊが所定の閾値ｘ４以上である場合に、トレッドゴムの摩耗状態とケースの劣化状態を勘案してタイヤの装着位置の変更案を立案する。
Ｓ５６２：各タイヤＲ１乃至Ｒ６の走行可能時間ｊ１乃至ｊ６を走行可能距離ｊｅ１乃至ｊｅ６に変換する。当該変換は、例えば、現在までのタイヤの使用時間及び走行距離から単位時間当たりの走行距離を算出し、各タイヤＲ１乃至Ｒ６の走行可能時間ｊ１乃至ｊ６を乗じることで、走行可能距離ｊｅ１乃至ｊｅ６に近似的に変換可能である。
Ｓ５６４：走行可能距離ｊｅ１乃至ｊｅ６から最大値と最小値を探索する。
Ｓ５６６：Ｓ５６４で探索された走行可能距離ｊｅの最大値と最小値との差（走行可能距離差）Δｊｅを算出する。
Ｓ５６８：Ｓ５６６で算出された走行可能距離差ΔｊｅがＳ４５４で算出された走行可能距離差Δｅより小さいか否かを判定し、走行可能距離差Δｅより小さい場合にはＳ５３０に移行し、走行可能距離差Δｅ以上閾値ｘ３以上の場合にはＳ５００に移行する。
即ち、Ｓ５６０では、トレッドゴムの摩耗状態とケースの劣化状態を比較し、トレッドゴムの摩耗状態がケースの劣化状態よりも進行しているか否か、ケースの劣化状態がトレッドゴムの摩耗状態よりも進行しているか否かにより、タイヤの装着位置の変更案を立案する。

［Ｓ６００について］
図１９は、Ｓ６００の処理を示すフロー図である。Ｓ６００では、上述のＳ４０６において、タイヤ情報として「リトレッド推奨」との情報が設定されたタイヤを含む場合のタイヤの装着位置の変更案を立案する。このとき、リトレッドが推奨されたタイヤは、リトレッドすることを前提として処理される。
Ｓ６０２：タイヤ情報に基づいてリトレッドが推奨されるタイヤを検出し、Ｓ６０４に移行する。
Ｓ６０４：Ｓ６０２により検出されたタイヤに、例えば、１から順に番号付けを行い、Ｓ６０６に移行する。番号付けは、例えば、タイヤＩＤ番号が小さいものから順に行う。
Ｓ６０６：リトレッドが推奨されていないタイヤの走行可能距離ｅの長い順に、Ｓ６０４で付された番号と連番となるように番号付けを行い、Ｓ６０８に移行する。
Ｓ６０８：データ蓄積手段４２に格納された車両特性に基づき、車両においてトレッドゴムの摩耗傾向が速い装着位置から順に、Ｓ６０４，Ｓ６０６で番号付けされたタイヤを装着位置として設定し、Ｓ５００に移行する。つまり、リトレッドが推奨されたタイヤをリトレッドした場合の装着位置の変更案を立案した後に、リトレッドしなかった場合のタイヤの装着位置の変更案も合わせて立案する処理を実行する。
Ｓ６０８により設定されたタイヤの装着位置は、装着位置の変更案として表示出力手段４４に出力される。

［Ｓ６５０について］
図２０は、Ｓ６５０の処理を示すフロー図である。Ｓ６５０では、上述のＳ４０４において、タイヤ情報として「リトレッド不可」との情報が設定されたタイヤを含む場合のタイヤの装着位置の変更案を立案する。
Ｓ６５２：タイヤ情報に基づいてリトレッドが不可とされたタイヤを検出し、Ｓ６５４に移行する。
Ｓ６５４：Ｓ６５２により検出されたタイヤの走行可能距離Ｅの短い順に、例えば、１から順に番号付けを行い、Ｓ６５６に移行する。
Ｓ６５６：リトレッドが不可でないタイヤの走行可能距離ｅの短い順に、Ｓ６５４で付された番号と連番となるように番号付けを行い、Ｓ６５８に移行する。
Ｓ６５８：データ蓄積手段４２に格納された車両特性に基づき、車両においてトレッドゴムの摩耗傾向が遅い装着位置から順に、Ｓ６０４，Ｓ６０６で番号付けされたタイヤを番号順に設定し、終了する。
つまり、「リトレッド不可」とされたタイヤの装着位置の変更案を立案した後に、リトレッド可能なタイヤの装着位置の変更案を立案する処理を実行する。
Ｓ６５８により設定されたタイヤの装着位置は、装着位置の変更案として表示出力手段４４に出力される。

［Ｓ７００について］
図２１は、Ｓ７００の処理を示すフロー図である。Ｓ７００では、上述のＳ４０８において、タイヤ情報として「廃棄予定」との情報が設定されたタイヤを含む場合のタイヤの装着位置の変更案を立案する。なお、Ｓ７００では、廃棄予定のタイヤに替えて新品のタイヤが装着されるものとして処理する。
Ｓ７０２：タイヤ情報に基づいて廃棄予定が記録されたタイヤを検出し、Ｓ７０４に移行する。
Ｓ７０４：Ｓ７０２により検出されたタイヤに、例えば、１から順に番号付けを行い、Ｓ６０６に移行する。番号付けは、例えば、タイヤＩＤ番号が小さいものから順に行う。
Ｓ７０６：廃棄予定が記録されていないタイヤの走行可能距離Ｅの長い順に、Ｓ７０４で付された番号と連番となるように番号付けを行い、Ｓ７０８に移行する。
Ｓ７０８：データ蓄積手段４２に格納された車両特性に基づき、車両においてトレッドゴムの摩耗傾向が速い装着位置から順に、Ｓ６０４，Ｓ６０６で番号付けされたタイヤを番号順に装着位置として設定し、終了する。
Ｓ７０８により設定されたタイヤの装着位置は、装着位置の変更案として表示出力手段４４に出力される。

図２２は、ユーザー端末４にタイヤ現状情報と上述の各処理によって出力される装着位置の変更案を表示する表示画面の一例を示す。同図に示すように、ユーザー端末４の画面上には、タイヤ現状情報と装着位置の変更案等が表示される。タイヤ現状情報としては、例えば、現在の溝残量、リトレッドまでの走行可能距離及び走行可能時間、使用限界までの走行可能距離及び走行可能時間等が表示される。
変更案としては、図２２に示すような入れ替え図や、入れ替え後のリトレッドまでの走行可能距離及び走行可能時間、使用限界までの走行可能距離及び走行可能時間等の表示が表示される。
ユーザーは、表示された画面の内容に従い、タイヤの装着位置を変更することにより、車両に装着されたタイヤの劣化を平均化することが可能となり、結果として、タイヤの使用期間を最長化するように管理することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、車両に装着されたタイヤの劣化が平均化するように管理できるので、タイヤの使用期間を平均化することができる。このように、タイヤの劣化を平均化することにより、特定のタイヤの速い劣化を防ぐことができ、その結果として全てのタイヤの使用期間を長くすることができる。

なお、上記実施形態では、一台の車両におけるタイヤのトレッドゴムやケースの劣化を平均化するするものとして説明したが、これに限定されない。例えば、当該車両から取り外されたタイヤがあり、取り外されたタイヤの情報がデータベース３２やデータ蓄積手段４２に格納されている場合には、取り外されたタイヤの存在をユーザー情報に紐付けしておき、装着位置立案手段４０で車両におけるタイヤの装着位置の変更案を立案する際に、取り外されたタイヤを含むように変更案を立案することも可能である。また、上記説明において装着位置変更手段４０による装着位置の変更案の具体的な処理は一例であって、適宜変更することも可能である。

また、上記実施形態では、全てのタイヤがリトレッド可能のタイヤであることを前提としたが、全てのタイヤがリトレッドすることのできないタイヤ、或はリトレッドすることのできないタイヤを含む場合についても劣化状態を予測し、管理することが可能である。即ち、上記説明においてリトレッドに関する部分の処理を省略して各処理を実行すればよい。

また、上記実施形態では、劣化状態予測手段３６のケース劣化傾向算出手段４８が、タイヤの温度を考慮した酸素濃度履歴に基づいてケースの劣化傾向を予測するものとしたがこれに限定されない。例えば、管理対象となるタイヤの使用地域（寒冷地、高地や極地等）に応じて、下記のようにケースの劣化傾向を予測することも可能である。また、上記実施形態では、ケース劣化傾向算出手段４８によるケースの劣化傾向の予測において、タイヤの温度Ｔを考慮せずに、ケースに含まれる酸素濃度Ｃのみを考慮して算出された酸素濃度履歴に基づいて劣化傾向線を算出し、これを用いることも可能である。また、ケース劣化傾向算出手段４８によるケースの劣化傾向の予測において、タイヤの酸素濃度Ｃを考慮せずに、ケースの温度Ｔのみを考慮して算出された温度履歴に基づいて劣化傾向線を算出し、これを用いることも可能である。

また、上記実施形態では、サーバー３は、例えば、ユーザー端末４から積載情報及びタイヤ点検情報が入力される毎に、劣化状態予測手段３６によりトレッドゴムの摩耗傾向とケースの劣化傾向を予測するものとして説明したが、例えば、入力された走行距離が所定距離に達する毎、ユーザーからの問い合わせの度に予測する態様であってもよい。

また、上記実施形態における劣化状態予測手段３６では、タイヤモデルＭや路面モデルＮに基づいてタイヤＲの劣化状態を予測するとして説明したが、さらに、タイヤＲをリム組みしたリムモデル、リム組みされたタイヤＲとリムとで囲まれる空間をモデル化した気室モデルを形成し、タイヤＲの温度分布や酸素濃度の分布を算出するようにしても良い。

１タイヤ管理装置、２タイヤ使用状態取得手段、３サーバー、
４ユーザー端末、３６劣化状態予測手段、３８使用可能期間予測手段、
４０装着位置立案手段。

Claims

車両に装着されたタイヤの劣化傾向及び劣化状態を装着位置毎に予測する劣化状態予測手段と、
前記劣化状態予測手段により予測された劣化傾向及び劣化状態に基づいて、タイヤの使用可能期間をタイヤの装着位置毎に予測する使用可能期間予測手段と、
前記劣化状態予測手段により予測された各タイヤの劣化傾向を、前記車両におけるタイヤの装着位置毎の装着位置劣化特性とし、当該装着位置劣化特性と、前記使用可能期間予測手段により予測された各タイヤの使用可能期間とに基づいて、各タイヤの使用期間が平均化されるように前記車両におけるタイヤの装着位置の変更案を立案する装着位置立案手段と、
を備えたタイヤ管理装置。
前記劣化状態予測手段は、各タイヤにおけるトレッドゴム及びケースの劣化傾向及び劣化状態を個別に予測する請求項１に記載のタイヤ管理装置。
前記使用可能期間予測手段は、各タイヤにおけるトレッドゴム及びケースの使用可能期間を個別に予測する請求項２に記載のタイヤ管理装置。
前記装着位置立案手段は、前記使用可能期間予測手段により予測された各タイヤのトレッドゴム及びケースの使用可能期間のうち、使用可能期間が短い方に基づいて、タイヤの装着位置の変更案を立案する請求項３に記載のタイヤ管理装置。
前記装着位置立案手段により立案されたタイヤの装着位置の変更案を表示する表示出力手段をさらに備えた請求項１乃至請求項４いずれかに記載のタイヤ管理装置。
コンピューターを、
車両に装着されたタイヤの劣化傾向及び劣化状態を装着位置毎に予測する劣化状態予測手段と、
前記劣化状態予測手段により予測された劣化傾向及び劣化状態に基づいて、タイヤの使用可能期間をタイヤの装着位置毎に予測する使用可能期間予測手段と、
前記劣化状態予測手段により予測された各タイヤの劣化傾向を、前記車両におけるタイヤの装着位置毎の装着位置劣化特性とし、当該装着位置劣化特性と、前記使用可能期間予測手段により予測された各タイヤの使用可能期間とに基づいて、各タイヤの使用期間が平均化されるように前記車両におけるタイヤの装着位置の変更案を立案する装着位置立案手段と、して機能させるタイヤ管理プログラム。